对此,奚志勇团队想出了把感染法和辐射法结合起来的新办法:首先,他们建立了携带3种沃尔巴克氏菌株的白纹伊蚊 。广东的野生白纹伊蚊,本身即天然含有两种沃尔巴克氏体菌株 。而三重感染的好处,一是通过放飞的感染雄蚊与野生雌蚊交配诱导其绝育;二是可以极大抑制登革热病毒和寨卡病毒,增强技术的安全性 。然后,他们对机械筛选过的蚊蛹采用低剂量辐射,这可使雌蚊不育,但只会轻微影响其交配竞争力 。这样就可以取代人工筛选,极大提高了产能,并获得更好的种群压制效果 。
其实给蚊子做不育的技术路线,还有一种是转基因 。但为什么不用转基因技术呢?转基因蚊的大众接受度低,目前世界上仅有极少数国家允许释放转基因蚊,中国仍不允许 。“最关键一点,现有的转基因蚊技术没有我们的技术效果好 。”奚志勇教授自豪地说 。
效果卓著的实地试验
感染法和辐射法结合起来后,实际灭蚊效果如何?
奚志勇团队在广州疾控中心的支持下开展了大规模实地试验,取得了显著效果 。广州市疾病预防控制中心副主任张周斌介绍,他们早在2012年就开始合作,负责研究项目在广州试验点的筛选、确定、监测,以及社区教育 。真正做两种技术结合的灭蚊实验,则是从2014年开始 。“我们在广州市南沙区黄阁镇沙仔岛与番禺区石碁镇大刀沙村,陆续开展项目研究 。”
沙仔岛和大刀沙村都是江中沙洲岛地形,比较孤立,能更明显地看出实验效果 。在繁殖高峰期,“蚊子工厂”每周产生500多万只雄蚊,试验地点每周每公顷释放16万多只蚊子 。
“经过实验我们发现,2年就能达到接近根除靶标蚊种的效果 。年度平均压制效果达到90%以上 。”奚志勇说 。
实验也进一步完善了灭蚊技术细节,验证了此前的许多科学猜测 。比如,释放雄蚊与野生雄蚊的比例 。研究团队事先用数学模型和半野外笼子研究,算出带菌雄蚊对野生雄蚊数量达到5:1的比例,即可保证种群压制 。研究发现,采取这一比例,在实验室条件下连续释放三代到四代带菌雄蚊即能根除蚊子种群,而野外释放由于会有外来蚊虫的迁入,以及储存在自然界的能存活1年至2年的白纹伊蚊卵,就需要更长一些时间达到种群压制效果 。
奚志勇说:“随着蚊子压制效果的增加,居民社区对该技术的支持度也显著增加 。未来,我们希望将此技术作为一种绿色环保的灭蚊手段向全球推广 。”
实验还确认了这种技术对寨卡病毒的抑制作用 。广东省疾病预防控制中心副主任林立丰介绍,2016年3月1日,广东省启动了防治寨卡病的攻关项目 。经过研究发现,白纹伊蚊会传播寨卡病毒,但在感染沃尔巴克氏体菌株的白纹伊蚊中,沃尔巴克氏体菌株对寨卡病毒的增殖有抑制作用,同时也可以抑制寨卡病毒经卵传递到下一代蚊虫的能力 。
“白纹伊蚊能传播什么疾病,这个技术就能让我们预防相应疾病 。”林立丰表示,期待该项目的持续研究和更大范围应用 。
“该试验几乎将一种难以控制的病媒蚊子从试验点消灭了,这是值得注意的 。”美国乔治城大学皮特·安布鲁斯特教授在同期的《自然》发表评论文章说:“他们的工作表现出实质性进展,并展示了一种能预防蚊媒传染病的潜在强有力工具 。”
还有多久能投入应用
用这种方法来灭蚊,成本高吗?“目前,每公顷每年要投入108美元至163美元,这与传统用昆虫绝育技术来控制农业害虫的成本非常接近,是一个比较可行的价格方案 。”奚志勇说 。此外,广州的“蚊子工厂”过去采用一代技术,一周产500万只雄蚊;2018年后改进生产环节,现有二代生产线的自动化程度极大提高,每周可产1000万只雄蚊 。
那么,该技术何时能投入使用?“我们已向农业农村部申请报批,将它作为微生物杀虫剂来使用 。”奚志勇说,团队正根据相关要求递交一系列数据,等该技术获得批准,拿到农药登记证,就可以开展商业化应用了 。“预计未来1年到3年内就可以投入使用 。”
疾控部门会采用这种技术吗?“这个理论和技术对于广东省的蚊虫防控非常有利 。近几年,广东省的登革热疫情持续发生,由于没有疫苗和特效药,只能通过灭蚊控制传播 。但现在面临的问题是,经常使用杀虫剂,导致蚊虫产生耐药性,防控效果受到一定影响 。我们需要采取绿色、环保、有效的新技术,而人工感染沃尔巴克氏体雄蚊的投放,正是这样的技术 。”林立丰说 。
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